KR102330952B1 - 마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생하는 건조장치 - Google Patents

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유명환
이현욱
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Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용하여 건조에 사용된 흡착제를 재생하는 건조장치에 관한 것으로, 본 발명의 건조장치는 수분 또는 이산화탄소를 흡착하는 흡착제가 내장되는 복수 개의 반응타워에 마이크로파를 조사하는 마이크로파조사수단을 포함하여 형성되며, 흡착제 재생시 마이크로파를 이용하여 흡착제를 직접 가열함으로써 가열 시간을 단축하고 충분한 냉각 시간을 확보하여 냉각에 소모되는 건조공기의 양을 줄여 건조 효율을 보다 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생하는 건조장치 {DRYER WITH RECYCLING ABSORBENT USING MICROWAVE}
본 발명은 공기 등 기체에 포함된 수분 또는 이산화탄소를 제거하는 건조장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 마이크로파를 이용하여 건조에 사용된 흡착제를 재생할 수 있는 건조장치에 관한 것이다.
건조장치는 공기 내의 수분 또는 이산화탄소를 제거(흡착)하는 장치로서 반도체 제조 공정, 화학 공정 등 다양한 생산 공정에서 널리 이용되고 있으며, 수분을 응축시켜 제거하는 형태와 흡착제를 이용하여 제습하는 형태 등이 제안된 바 있다. 수분을 응축시켜 제거하는 형태의 건조장치는 냉동 압축기를 이용하여 압축 공기의 온도를 낮추어 수분을 응축시켜 제습하는 것으로서, 냉동을 위한 전력소모가 많고 냉매 사용에 따른 환경 오염의 문제가 있을 수 있다. 흡착제를 이용하여 제습하는 건조장치는 흡착제가 내장된 흡착탑에 건조 대상 공기를 통과시켜 제습 또는 이산화탄소를 제거(흡착)하는 것으로서, 수분 또는 이산화탄소를 흡착한 이후 흡착제를 가열하여 재생하는 과정이 필요하다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 통상 2개의 흡착탑에서 제습과 재생을 교대로 수행하며, 1개의 흡착탑에서는 공기 중의 수분 또는 이산화탄소를 제거(흡착)하고 다른 1개의 흡착탑에서는 흡착제를 가열한 후 냉각하여 흡착제를 재생하게 된다. 이때 흡착제의 재생을 위한 가열 시간이 길어지는 경우에는 충분한 냉각 시간을 확보할 수 없기 때문에 빠른 시간에 많은 건조공기를 사용하여 냉각을 하게 되며, 이로 인해 흡착제 재생을 위해 건조공기를 낭비하게 되어 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어 3시간의 냉각시간을 확보하는 경우 시간당 30 큐빅미터의 건조공기만으로도 흡착제를 충분히 냉각시킬 수 있으나, 동일한 조건에서 냉각시간이 1.5시간 밖에 없는 경우에는 흡착제의 냉각을 위해 시간단 70 큐빅미터의 건조공기가 필요하게 되어 15 큐빅미터의 건조공기를 더 사용하게 되는 것이다.
따라서, 흡착제의 재생과정에서 가열시간을 단축함으로써 충분한 냉각시간을 확보하는 것이 필요하며 이를 통해 흡착제 재생시 소요되는 건조공기를 절약할 수 있는 방안이 요구된다.
등록특허 제10-159019호(압축열을 이용한 공기건조장치)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 재생 시 가열된 공기를 이용하여 간접 가열함과 동시에 마이크로파를 이용하여 흡착제를 직접 가열하여 가열 시간을 줄일 수 있어 재생 시 가열 및 냉각에 소모되는 건조 공기(수분 제거된 공기)의 양을 줄일 수 있어 공기 건조(흡착) 효율을 보다 높일 수 있고, 직접 가열방식을 통해 간접 가열방식 보다 에너지 효율을 높일 수 있는 건조장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 반응타워에 돌출가이드 및 돌출안착부가 형성되고, 마이크로파조사수단에 도파관의 일정 영역이 삽입되어 고정되는 형태로, 조립 및 장착이 용이할 뿐 만 아니라, 흡착제에 마이크로파가 직접 조사되어 가열 가능한 형태로 보다 효과적으로 흡착제를 가열하여 재생이 이루어질 수 있도록 하는 건조장치를 제공하는 것이다.
또한, 반응타워 내부로 마이크로파를 고르게 전달하며, 내부의 기체가 누설되지 않도록 구성되는 건조장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건조장치는, 수분 또는 이산화탄소를 흡착하는 흡착제가 내장되는 복수 개의 반응타워; 상기 반응타워에 연결되어 공기를 이송하는 배관; 상기 배관 상에 구비되어 공기 흐름을 제어하는 밸브; 및 상기 반응타워 내부의 흡착제에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사부를 포함하되, 상기 마이크로파 조사부는 상기 흡착제의 재생이 수행되는 반응타워에서 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조장치는 상기 배관 상에, 흡착제 재생용 공기를 공급하기 위한 재생용공기공급부; 및 상기 재생용 공기를 가열하는 가열부;가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조장치는 재생이 수행되는 반응타워에 상기 재생용공기공급부 및 가열부를 통해 가열된 흡착제 재생용 공기가 공급되어 상기 흡착제가 간접 가열되고, 상기 마이크로파 조사부가 작동되어 흡착제가 직접 가열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조장치는 상기 밸브의 작동에 의해 흡착이 수행되는 반응타워를 통과한 공기가 재생이 수행되는 반응타워에 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응타워는 상기 마이크로파 조사부가 구비되는 일정영역이 중공되는 중공부가 형성되고, 상기 마이크로파 조사부는 선택적으로 마이크로파를 조사하는 마그네트론과, 상기 중공부를 통해 일정영역이 삽입되어 흡착제에 마이크로파를 전달하는 마이크로파 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응타워는 상기 중공부의 내주면으로부터 외측방향으로 돌출되는 돌출가이드가 형성되고, 상기 마이크로파 조사부의 마이크로파 도파관은 상기 중공부를 통해 반응타워내부에 삽입되며 마이크로파가 통과 가능한 투과판과, 상기 돌출가이드 내부를 따라 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 반응타워 측 단부에 구비되어 상기 투과판을 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로파 도파관은 상기 투과판과 고정부 사이에 실링부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로파 조사부는 상기 반응타워의 원주 방향으로 복수 개 구비되거나, 높이방향으로 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로파 조사부는 상기 반응타워의 내측에 환형으로 형성되어 배치되는 마이크로파 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로파 도파관은 반응타워의 내측에 환형으로 형성된 내부 원형 도파관과 내부 원형 도파관에 삽입되는 외부 삽입 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내부 원형 도파관은 환형으로 형성된 원형 도파관 몸체와 원형 도파관 몸체의 외주에 중공 형성되어 외부 삽입 도파관이 삽입되는 삽입홀, 원형 도파관 몸체의 내주에 형성되어 마이크로파를 내측으로 조사하기 위한 복수의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 삽입 도파관은 원형 도파관 몸체의 내부로 삽입되는 삽입부, 삽입부의 일단에 형성되어 마이크로파가 통과 가능한 투과판, 삽입부의 타측에 형성되어 외부 삽입 도파관을 반응타워에 고정시키기 위한 대응부, 외부 삽입 도파관의 일측에 형성되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 연결하기 위한 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 건조장치의 흡착제를 가열하기 위해 반응타워 내부로 마이크로파를 전달하기 위한 마이크로파 도파관은, 건조장치의 반응타워에 형성된 중공부를 통해 반응타워 내부에 삽입되며 마이크로파가 통과 가능한 투과판과, 상기 돌출가이드 내부를 따라 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 반응타워 측 단부에 구비되어 상기 투과판을 고정하는 고정부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마이크로파 도파관은 건조장치의 반응타워 내측에 환형으로 형성된 내부 원형 도파관과 상기 내부 원형 도파관에 삽입되는 외부 삽입 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내부 원형 도파관은 환형으로 형성된 원형 도파관 몸체와 원형 도파관 몸체의 외주에 중공 형성되어 외부 삽입 도파관이 삽입되는 삽입홀, 원형 도파관 몸체의 내주에 형성되어 마이크로파를 내측으로 조사하기 위한 복수의 슬릿을 포함한다.
또한, 상기 외부 삽입 도파관은 원형 도파관 몸체의 내부로 삽입되는 삽입부, 삽입부의 일단에 형성되어 마이크로파가 통과 가능한 투과판, 삽입부의 타측에 형성되어 외부 삽입 도파관을 반응타워에 고정시키기 위한 대응부, 외부 삽입 도파관의 일측에 형성되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 연결하기 위한 연결부를 포함한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 건조장치는 재생 시 가열된 공기를 이용하여 간접 가열함과 동시에 마이크로파를 이용하여 흡착제를 직접 가열하여 가열 시간을 줄일 수 있어, 재생 시 가열 및 냉각에 소모되는 건조 공기의 양을 줄일 수 있어 공기 건조(흡착) 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 건조장치는 반응타워에 돌출가이드 및 돌출안착부가 형성되고, 마이크로파조사수단에 도파관의 일정 영역이 삽입되어 고정되는 형태로, 조립 및 장착이 용이할 뿐 만 아니라, 흡착제에 마이크로파가 직접 조사되어 가열 가능한 형태로 보다 효과적으로 흡착제를 가열하여 재생이 이루어질 수 있도록 하는 마이크로파를 이용한 장점이 있다.
또한, 마이크로파 도파관이 반응타워의 내부로 삽입되어 흡착제에 마이크로파를 고르게 전달하면서 내부의 기체 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 마이크로파 도파관이 반응타워 내부에 환형으로 배치되어 흡착제를 고르게 가열할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건조장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 건조장치를 위에서 본 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 건조장치의 건조, 재생 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡착제 재생 방법의 순서도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 건조장치의 노즐 삽입형 마이크로파 도파관의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 건조장치의 노즐 삽입형 마이크로파 도파관의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 구체적인 실시예와 특징에 대해 첨부된 도면을 통해 자세히 설명한다. 그러나 본 발명은 도면과 구체적인 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 본 발명의 마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생하는 건조장치에 대해 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2는 본 발명의 마이크로파를 이용하여 흡착제를 재생하는 건조장치의 개략적인 구조를 나타낸 것으로, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 건조장치는 복수 개의 반응타워(100), 배관(200), 밸브(310, 320) 및 마이크로파 조사부(400)를 포함하여 구성된다.
반응타워(100)는 내부에 수분 또는 이산화탄소를 흡착할 수 있는 흡착제가 내장되고, 수분 및 이산화탄소 제거가 필요한 공기 등의 기체가 반응타워(100)의 내부로 공급되어 이동되면서 반응타워(100)의 내부에 배치된 흡착제에 의해 수분 또는 이산화탄소가 제거되어 배출되어 건조가 수행된다. 이때 건조가 수행된 반응타워(100)의 흡착제는 다음 사용을 위해 재생이 필요하므로, 연속 건조를 위해서는 복수 개의 반응타워(100)를 구비하고 건조와 흡착제 재생을 교대로 수행하게 된다. 첨부된 도면에서는, 반응타워(100)가 2개 구비된 형태를 나타내었으나, 이는 최소의 형태로서, 2 이상의 복수의 개수로 형성될 수 있으며, 이 경우 각 반응타워가 순차적으로 또는 쌍을 이루어 교번하면서 건조와 흡착제 재생을 수행한다. 즉, 상기 반응타워(100)가 2개 구비되는 경우, 하나의 반응타워(100)에서 건조가 이루어지는 동안, 나머지 하나의 반응타워(100)에서 흡착제 재생이 이루어진다. 즉, 상기 반응타워(100)가 2개인 경우를, 제1반응타워(110) 및 제2반응타워(120)로 명명하여 설명하면, 상기 제1반응타워(110)가 건조 수행 시 상기 제2반응타워(120)가 재생이 수행되고, 상기 제1반응타워(110)가 재생 수행 시 상기 제2반응타워(120)가 건조 수행된다.
배관(200)은 상기 반응타워(100)들에 공기를 공급 배출하기 위한 구성이고, 밸브(310, 320)는 상기 배관(200) 상에 구비되어 공기 흐름을 제어하게 된다.
본 발명의 마이크로파 조사부(400)는 상기 반응타워(100) 내부의 흡착제에 마이크로파를 조사하는 마그네트론(미도시)을 포함하는 구성을 의미하며, 본 발명의 마이크로파 조사부(400)는 반응타워(100) 내부로 일정 영역이 삽입되는 도파관을 이용하여 마이크로파를 반응타워(100) 내부의 흡착제에 직접 조사되도록 구성될 수 있다. 이와 관련한 도파관 및 반응타워의 형태는 아래에서 다시 설명한다.
한편 도 2를 참조하면, 본 발명의 건조장치(1000)는 흡착제 재생용 공기를 가열하는 가열부(510)가 배관(200) 상에 더 구비될 수 있다. 가열부(510)는 흡착제 재생시 가열된 공기를 공급하여 흡착제를 간접 가열하는 구성으로서, 외부에서 공급되는 재생용 공기를 가열하여 흡착제 재생이 이루어지는 반응타워(100) 내부로 공급하여 흡착제를 건조 시키게 된다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 건조장치의 건조, 재생 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 건조와 흡착제 재생 공정에 대해 자세히 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 건조장치의 공정을 설명하기 위한 개략도로서, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 건조장치는 복수의 반응타워(100), 배관(200), 밸브(310, 320), 및 마이크로파 조사부(400)를 포함하여 형성되고, 배관(200) 상에, 흡착제 재생용 공기를 공급하기 위한 재생용공기공급부(520); 및 상기 재생용 공기를 가열하는 가열부(510)가 더 구비될 수 있다. 도 3에서는 히터 블로워 타입의 가열방식이 도시되어 있으나, 블로워 타입 이외에도 히터 타입 드라이어 또는 논-퍼지(Non-purge) 방식의 드라이어가 사용될 수도 있다.
도 4는 건조와 흡착제 재생 공정의 일례로 제1반응타워(110)에서 건조가 이루어지고, 제2반응타워(120)에서 흡착제 가열 재생이 이루어질 때 공기의 흐름을 나타내며, 건조가 수행되는 공기의 흐름을 실선으로, 상기 재생용공기공급부(520) 및 가열부(510)를 통해 간접 가열(재생)을 위한 공기의 흐름을 점선으로 표시하였다. 이 때, 상기 제2반응타워(120)에 구비된 마이크로파 조사부(400)가 작동되어 상기 제2반응타워(120) 내부의 흡착제를 직접적으로 가열한다. 즉, 본 발명의 건조장치(1000)는 흡착제 재생을 위한 가열 수행 시, 재생용공기공급부(520) 및 가열부(510)를 통해 가열된 공기를 재생이 수행되는 반응타워(120)에 공급하는 간접 가열과 마이크로파 조사부(400)를 통한 직접 가열이 동시에 수행될 수 있으며, 이에 따라, 흡착제의 재생을 위한 가열 시간을 크게 단축할 수 있다.
한편, 흡착제 재생을 위한 가열 이후에는 온도가 높아진 흡착제를 냉각하는 공정이 필요하며, 도 5는 제2반응타워(120)에서 흡착제 재생을 위해 가열 공정이 완료된 이후 제1반응타워(110)를 통과한 건조 공기 중 일부를 제2반응타워(120)로 공급하여 흡착제를 냉각하는 공정을 나타낸다. 즉, 흡착제의 가열 이후에, 밸브(310, 320)의 작동에 의해 건조가 수행되는 제1반응타워(110)를 통과한 공기를 흡착제 재생이 수행되는 제2반응타워(120)에 공급하여 가열된 제2반응타워(120)와 흡착제를 냉각하여 다음 회차의 흡착 건조를 준비하게 되는 것이다. 이 때, 다음 회차의 건조를 위한 냉각 시간이 충분한 경우에는 제1반응타워(110)를 통과한 공기를 많이 사용하지 않아도 자연 냉각을 통해 충분히 흡착제와 제2반응타워(120)를 냉각시킬 수 있으나, 다음 회차의 건조를 위한 냉각 시간이 충분하지 않은 경우에는 어쩔 수 없이 많은 양의 건조 공기를 제2반응타워(120)로 공급하여 냉각을 수행할 수밖에 없게 되며, 따라서 그 만큼 건조 효율이 하락하게 된다. 앞서 설명하였듯이 본 발명의 건조장치(1000)는 가열된 공기를 재생이 수행되는 반응타워(120)에 공급하는 간접 가열과 마이크로파 조사부(400)를 통한 직접 가열이 동시에 수행되어 흡착제의 재생을 위한 가열 시간을 크게 단축할 수 있으며, 가열과 냉각으로 이루어지는 1회의 흡착제 재생 사이클 동안 가열 시간을 단축하여, 냉각 시간을 더 많이 확보할 수 있게 되어 최소의 건조 공기만으로도 냉각 공정을 수행하게 되어 건조 효율을 크게 높일 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 건조장치의 흡착제 재생 방법을 나타낸 순서도로서, 본 발명의 흡착제 재생 방법은 가열 단계(S10), 강제 냉각 단계(S20) 및 자연 냉각 단계(S30)를 포함하여 구성된다.
먼저, 가열 단계(S10)는 상기 재생용공기공급부(520) 및 가열부(510)를 통해 가열된 흡착제 재생용 공기가 공급되어 상기 흡착제가 간접 가열되고, 상기 마이크로파 조사부(400)가 작동되어 흡착제가 직접 가열되는 단계이다. 다음으로, 강제 냉각 단계(S20)는 상기 가열 단계(S10) 이후에, 상기 밸브(310, 320)의 작동에 의해 건조가 수행되는 반응타워를 통과한 공기가 흡착제 재생이 수행되는 다른 반응타워에 공급되는 단계이다. 다음으로, 자연 냉각 단계(S30)는 상기 강제 냉각 단계(S20) 이후에, 건조가 수행되는 반응타워의 잔여 건조 시간 동안 대기하며 흡착제와 반응타워가 자연 냉각되는 단계이다. 본 발명에서 자연 냉각 단계(S30)는 다른 장치의 작동이 모두 없이 그대로 유지하는 것이거나, 상기 가열부(510)의 작동 없이 상기 재생용공기공급부(520)만 작동되는 것으로 수행될 수 있다.
앞서 설명하였듯이 본 발명에 따른 흡착제 재생 방법은 마이크로파를 이용한 직접 가열을 통해 가열 시간을 크게 줄일 수 있어 한 사이클 동안 충분한 냉각 시간을 확보할 수 있으므로 건조 공기를 사용하는 강제 냉각 시간을 최소화할 수 있어 건조 효율을 높일 수 있다. 일례로 4시간의 건조/흡착제 재생 사이클을 갖는 경우 기존 흡착제 재생 공정에서는 가열 단계가 2.5 시간, 강제 냉각이 1.5 시간 소요되는데 반해, 본 발명에 따른 흡착제 재생 공정에서는 가열 단계(S10)를 1.5 시간 미만으로 단축하여, 강제 냉각에 1.5 시간 미만을 배분하고, 자연 냉각에 1시간 이상 시간을 배분하여 충분한 흡착제 재생 효과를 얻을 수 있었으며, 강제 냉각 단계(S20)에 소요되는 시간을 줄여 건조된 공기의 소모량을 저감함으로써 건조 효율을 보다 높일 수 있게 된 것이다. 상기 사이클의 시간은 일례를 예시한 것으로 전체 사이클 시간, 각 단계의 시간은 간접 가열 시스템과 마이크로파 직접 가열 시스템 등의 선택에 의해 조정 가능하다.
한편, 마이크로파를 이용하여 흡착제를 직접 가열하기 위해서는 마이크로파를 반응타워 내부로 전달해야 하며, 본 발명의 건조장치는 마이크로파 도파관을 반응타워에 삽입하여 마이크로파는 전달하고 내부의 기체는 차단하는 특징을 가지고 있다. 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 건조장치의 노즐 삽입형 마이크로파 도파관의 일실시예를 설명하기 위한 도면으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 마이크로파를 이용한 공기건조장치(1000)는 마이크로파를 반응타워(100) 내부의 흡착제에 직접 조사하여 직접 가열할 수 있도록 상기 반응타워(100)는 상기 마이크로파 조사부(400)가 구비되는 일정영역이 중공된 중공부(101)가 형성된다. 또한, 상기 반응타워(100)는 상기 도파관(400a)의 장착을 위하여 상기 중공부(101)의 내주면으로부터 외측방향으로 돌출되는 돌출가이드(102) 및 상기 반응타워(100)의 돌출가이드(102) 단부 둘레가 연장되는 돌출안착부(103)가 형성될 수 있다.
상기 마이크로파 조사부(400)의 도파관(400a)은 상기 중공부(101)를 통해 일정영역이 삽입되어 상기 흡착제에 마이크로파를 전달하는 구성이다. 상기 도파관(400a)은 상기 중공부(101)를 통해 반응타워(100) 내부에 위치되며 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410)과, 상기 돌출가이드(102) 내부를 따라 삽입되는 삽입부(420)와, 상기 삽입부(420)의 반응타워(100) 측 단부에 구비되어 상기 투과판(410)을 고정하는 고정부(421)를 포함한다.
상기 투과판(410)은 반응타워(100) 중공부(101) 영역을 차단하는 판 형태이되, 마이크로파는 통과할 수 있는 재질로 형성되고, 반응타워(100) 내부의 기체는 통과할 수 없는 재질로 형성된다.
상기 삽입부(420)는 상기 반응타워(100)에 일체로 형성되는 돌출가이드(102)를 따라 삽입되어 상기 투과판(410)을 지지하기 위한 구성으로, 상기 돌출가이드(102)의 내주면에 대응되는 원통 형태로 형성될 수 있다.
상기 고정부(421)는 상기 투과판(410)과 삽입부(420)를 고정하기 위한 부분이다. 상기 고정부(421)는 상기 투과판(410)을 고정하기 위한 내측부(421a)와, 상기 내측부(421a)를 감싸도록 형성되는 일정영역 이격되는 외측부(421b)와, 상기 내측부(421a) 및 외측부(421b)를 연결하는 연결부(421c)를 포함하는 결합 형태를 가져, 고정부(421)와 투과판(410)의 고정 부분을 보호할 수 있고, 내구성을 보다 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 고정부(421)와 투과판(410) 사이에 실링부재(422)가 더 구비되어 내부의 기체가 누설되는 것을 차단하게 된다.
또한, 상기 도파관(400a)은 상기 반응타워(100)의 돌출안착부(103)에 대응되는 대응부(430)가 삽입부(420)의 단부에 형성된다. 즉, 상기 삽입부(420)의 일측 단부는 투과판(410)이 고정부(421)를 통해 고정되고, 타측 단부는 대응부(430)가 형성되어 반응타워(100)의 돌출안착부(103)에 대응되며, 이 부분에 별도의 다양한 체결수단이 체결되어 내부 기밀이 유지될 수 있도록 한다. 상기 반응타워(100)의 돌출안착부(103) 및 도파관(400a)의 대응부(430)가 서로 대응되게 고정되어 도파관(400a)이 정확한 깊이로 삽입될 수 있으며, 충분한 고정력을 확보할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 건조장치는 마이크로파 도파관을 반응타워에 삽입하여 마이크로파를 이용하여 흡착제를 가열하고, 건조 대상인 공기 등의 내부의 기체는 차단하는 효과를 갖게 된다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 건조장치의 노즐 삽입형 마이크로파 도파관의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 9 내지 도 11을 참조하면 다른 실시예의 마이크로파 도파관(400b)은 반응타워(100)의 내측에 환형으로 형성된 내부 원형 도파관(400b-1)과 내부 원형 도파관(400b-1)에 삽입되는 외부 삽입 도파관(400b-2)을 포함하여 구성된다.
내부 원형 도파관(400b-1)은 조사된 마이크로파를 반응타워(100) 내부에 고르게 조사하기 위한 것으로, 도 10을 참조하면, 본 발명의 내부 원형 도파관(400b-1)은 환형으로 형성된 원형 도파관 몸체(401)와 원형 도파관 몸체(401)의 외주에 중공 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)이 삽입되는 삽입홀(402), 원형 도파관 몸체(401)의 내주에 형성되어 마이크로파를 내측으로 조사하기 위한 복수의 슬릿(403)을 포함하여 구성된다. 도 10에서는 삽입홀(402)을 원형으로 도시하고, 슬릿(403)의 형태가 사각형의 형태로 내주를 둘러싸는 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 삽입홀(402)의 형상과 슬릿(403)의 형태 및 배치는 조절하여 구성할 수 있다.
또한, 내부 원형 도파관(400b-1)을 포함하는 마이크로파 도파관(400b)을 반응타워(100)의 높이 방향으로 복수 개 배치하여 마이크로파 출력을 향상시켜 직접 가열 시간을 단축시키거나, 반응타워(100) 내부의 흡착제를 고르게 가열할 수 있다.
도 11은 도 9의 A-A'으로 표시된 내부 원형 도파관(400b-1)에 삽입되는 외부 삽입 도파관(400b-2)의 단면을 나타내는 것으로, 도 11을 참조하면, 본 발명의 외부 삽입 도파관(400b-2)은 원형 도파관 몸체(401)의 내부로 삽입되는 원통형의 삽입부(420), 원통형 삽입부(420)의 일단에 형성되어 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410), 삽입부(420)의 타측에 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)을 반응타워(100)에 고정시키기 위한 대응부(430), 외부 삽입 도파관(400b-2)의 일측에 형성되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 연결하기 위한 사각형의 연결부(440)를 포함하여 구성된다. 도 11의 일례에서는 삽입부(420), 투과판(410), 대응부(430)가 원통형으로 형성되고, 연결부(440)가 사각형으로 형성된 것을 도시하였으나, 삽입부(420), 투과판(410), 대응부(430), 연결부(440)의 단면 형상은 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.
앞서 설명하였듯이 상기 투과판(410)은 마이크로파는 통과할 수 있는 재질로 형성되고, 반응타워(100) 내부의 기체는 통과할 수 없는 재질로 형성되고, 내부 기체의 누설 없이 외부에서 마이크로파를 조사할 수 있다. 특히, 본 발명의 다른 실시예에서는 마이크로파 도파관(400b)이 원형으로 형성되어 반응타워(100) 내부에 마이크로파를 고르게 조사할 수 있으며, 이를 통해 흡착제 가열 시간을 단축하고, 흡착제 재생 효과를 높일 수 있는 장점이 있다.
1000 : 건조장치
101 : 중공부 102 : 돌출가이드
103 : 돌출안착부
100(110, 120) : 반응타워
110 : 제1반응타워 120 : 제2반응타워
200 : 배관
310, 320 : 밸브
400 : 마이크로파 조사부
400a, 400b : 마이크로파 도파관
400b-1 : 내부 원형 도파관 400b-2 : 외부 삽입 도파관
401 : 원형 도파관 몸체 402 : 삽입홀 403 : 슬릿
410 : 투과판
420 : 삽입부
421 : 고정부
421a : 내측부 421b : 외측부 421c : 연결부
422 : 실링부재
430 : 대응부
440 : 마그네트론 연결부
510 : 가열부 520 : 재생용공기공급부

Claims (16)

  1. 수분 또는 이산화탄소를 흡착하는 흡착제가 내장되는 복수 개의 반응타워(100);
    상기 반응타워(100)에 연결되어 공기를 이송하는 배관(200);
    상기 배관(200) 상에 구비되어 공기 흐름을 제어하는 밸브(310, 320); 및
    상기 반응타워(100) 내부의 흡착제에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사부(400)를 포함하되,
    상기 마이크로파 조사부(400)는 상기 흡착제의 재생이 수행되는 반응타워(100)에서 작동되며,
    상기 반응타워(100)는 상기 마이크로파 조사부(400)가 구비되는 일정영역이 중공되는 중공부(101)가 형성되고,
    상기 마이크로파 조사부(400)는 선택적으로 마이크로파를 조사하는 마그네트론과, 상기 중공부(101)를 통해 일정영역이 삽입되어 흡착제에 마이크로파를 전달하는 마이크로파 도파관(400a)을 포함하고,
    상기 반응타워(100)는 상기 중공부(101)의 내주면으로부터 외측방향으로 돌출되는 돌출가이드(102)가 형성되고,
    상기 마이크로파 조사부(400)의 마이크로파 도파관(400a)은 상기 중공부(101)를 통해 반응타워(100) 내부에 삽입되며 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410)과, 상기 돌출가이드(102) 내부를 따라 삽입되는 삽입부(420)와, 상기 삽입부(420)의 반응타워(100) 측 단부에 구비되어 상기 투과판(410)을 고정하는 고정부(421)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건조장치(1000)는 상기 배관(200) 상에,
    흡착제 재생용 공기를 공급하기 위한 재생용공기공급부(520); 및
    상기 재생용 공기를 가열하는 가열부(510)가 구비되는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 건조장치(1000)는 재생이 수행되는 반응타워(100)에 상기 재생용공기공급부(520) 및 가열부(510)를 통해 가열된 흡착제 재생용 공기가 공급되어 상기 흡착제가 간접 가열되고, 상기 마이크로파 조사부(400)가 작동되어 흡착제가 직접 가열되는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 건조장치(1000)는 상기 밸브(310, 320)의 작동에 의해 흡착이 수행되는 반응타워(100)를 통과한 공기가 재생이 수행되는 반응타워(100)에 공급되는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 도파관(400a)은 상기 투과판(410)과 고정부(421) 사이에 실링부재(422)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 조사부(400)는 상기 반응타워(100)의 원주 방향으로 복수 개 구비되거나, 높이방향으로 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 건조장치.
  9. 삭제
  10. 수분 또는 이산화탄소를 흡착하는 흡착제가 내장되는 복수 개의 반응타워(100);
    상기 반응타워(100)에 연결되어 공기를 이송하는 배관(200);
    상기 배관(200) 상에 구비되어 공기 흐름을 제어하는 밸브(310, 320); 및
    상기 반응타워(100) 내부의 흡착제에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사부(400)를 포함하되,
    상기 마이크로파 조사부(400)는 상기 흡착제의 재생이 수행되는 반응타워(100)에서 작동되며, 상기 반응타워(100)의 내측에 환형으로 형성되어 배치되는 마이크로파 도파관(400b)을 포함하고,
    상기 마이크로파 도파관(400b)은 반응타워(100)의 내측에 환형으로 형성된 내부 원형 도파관(400b-1)과 내부 원형 도파관(400b-1)에 삽입되는 외부 삽입 도파관(400b-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내부 원형 도파관(400b-1)은 환형으로 형성된 원형 도파관 몸체(401)와 원형 도파관 몸체(401)의 외주에 중공 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)이 삽입되는 삽입홀(402), 원형 도파관 몸체(401)의 내주에 형성되어 마이크로파를 내측으로 조사하기 위한 복수의 슬릿(403)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 외부 삽입 도파관(400b-2)은 원형 도파관 몸체(401)의 내부로 삽입되는 삽입부(420), 삽입부(420)의 일단에 형성되어 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410), 삽입부(420)의 타측에 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)을 반응타워(100)에 고정시키기 위한 대응부(430), 외부 삽입 도파관(400b-2)의 일측에 형성되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 연결하기 위한 연결부(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건조장치.
  13. 건조장치의 흡착제를 가열하기 위해 반응타워 내부로 마이크로파를 전달하기 위한 마이크로파 도파관에 있어서,
    상기 마이크로파 도파관(400a)은 건조장치의 반응타워(100)에 형성된 중공부(101)를 통해 반응타워(100) 내부에 삽입되며 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410)과,
    상기 반응타워의 내주면으로부터 외측방향으로 돌출되는 돌출가이드(102) 내부를 따라 삽입되는 삽입부(420)와, 상기 삽입부(420)의 반응타워(100) 측 단부에 구비되어 상기 투과판(410)을 고정하는 고정부(421)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 마이크로파 도파관.
  14. 건조장치의 흡착제를 가열하기 위해 반응타워 내부로 마이크로파를 전달하기 위한 마이크로파 도파관에 있어서,
    상기 마이크로파 도파관(400b)은 건조장치의 반응타워(100) 내측에 환형으로 형성된 내부 원형 도파관(400b-1)과
    상기 내부 원형 도파관(400b-1)에 삽입되는 외부 삽입 도파관(400b-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로파 도파관.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 내부 원형 도파관(400b-1)은 환형으로 형성된 원형 도파관 몸체(401)와 원형 도파관 몸체(401)의 외주에 중공 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)이 삽입되는 삽입홀(402), 원형 도파관 몸체(401)의 내주에 형성되어 마이크로파를 내측으로 조사하기 위한 복수의 슬릿(403)을 포함하는, 마이크로파 도파관.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 외부 삽입 도파관(400b-2)은 원형 도파관 몸체(401)의 내부로 삽입되는 삽입부(420), 삽입부(420)의 일단에 형성되어 마이크로파가 통과 가능한 투과판(410), 삽입부(420)의 타측에 형성되어 외부 삽입 도파관(400b-2)을 반응타워(100)에 고정시키기 위한 대응부(430), 외부 삽입 도파관(400b-2)의 일측에 형성되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론을 연결하기 위한 연결부(440)를 포함하는, 마이크로파 도파관.
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